ความรู้ทั่วไปเกี่ยวกับมาตรฐานเหล็ก



ความรู้ทั่วไปเกี่ยวกับมาตรฐานเหล็ก 
มาตรฐานเหล็กอุตสาหกรรมได้กำเนิดมาหลาย มาตรฐาน เนื่องจากประเทศบริวารในเครือของตนเองหรือประเทศที่มีการจัดการอุตสาหกรรม แบบเดียวกันยอมรับและนำไปใช้ ซึ่งปรากฎว่าในปัจจุบันมีมาตรฐานเหล็กอุตสาหกรรมที่นิยมนำมาใช้งานกัน มี 3 มาตรฐาน คือ
          1. ระบบอเมริกัน AISI ( American Iron and Steel Institute )

          การกำหนดมาตรฐานแบบนี้ ตัวเลขดัชนีจะมีจำนวนหลักและตัวชี้บอกส่วนประสมจะเหมือนกับระบบ SAE จะต่างกันตรงที่ระบบ AISI จะมีตัวอักษรนำหน้าตัวเลข ซึ่งตัวอักษรนี้จะ บอกถึงกรรมวิธีการผลิตเหล็กว่าได้ผลิตมาจากเตาชนิดใด
ตัวอักษรที่บอกกรรมวิธีการผลิตเหล็กจะมีดังนี้
·         A คือ เหล็กประสมที่ผลิตจากเตาเบสเซมเมอร์ ( Bessemer ) ชนิดที่เป็นด่าง
·         B คือ เหล็กประสมที่ผลิตจากเตาเบสเซมเมอร์ ( Bessemer ) ชนิดที่เป็นกรด
·         C คือ เหล็กที่ผลิตจากเตาโอเพ็นฮารท์ ( Open Hearth ) ชนิดที่เป็นด่าง
·         D คือ เหล็กที่ผลิตจากเตาโอเพ็นฮารท์ ( Open Hearth ) ชนิดที่เป็นกรด
·         E คือ เหล็กที่ผลิตจากเตาไฟฟ้า
          2.  ระบบเยอรมัน DIN (Deutsch Institute Norms)

          การจำแนกประเภทของเหล็กตามมาตรฐานเยอรมันจะแบ่งเหล็กออกเป็น 4 ประเภทดังนี้

               2.1 เหล็กกล้าคาร์บอน(หรือเหล็กไม่ประสม)
               2.2 เหล็กกล้าผสมต่ำ
               2.3 เหล็กกล้าผสมสูง
               2.4 เหล็กหล่อ 
               2.5 เหล็กกล้าคาร์บอน (หรือเหล็กไม่ประสม)

          เหล็กที่นำไปใช้งานได้เลยโดยไม่ต้องผ่านกรรมวิธีปรับปรุงคุณสมบัติโดยใช้ ความร้อน (Heat Treatment) เหล็กพวกนี้จะบอกย่อคำหน้าว่า St.และจะมีตัวเลขตามหลัง ซึ่งจะบอกถึงความสามารถที่จะทนแรงดึงสูงสุดของเหล็กชนิดนั้น มีหน่วยเป็น ก.ก/มม.2 
หมายเหตุ การกำหนดมาตรฐานทั้งสองนี้ เหล็กที่มีความเค้นแรงดึงสูงสุดประมาณ 37 ก.ก/มม.2 จะสามารถใช้สัญลักษณ์แทนเหล็กชนิดนี้ได้ 2 ลักษณะ คือ เขียนเป็น St. หรือ C20 

          การกำหนดมาตรฐานเหล่านี้จะเห็นมากในแบบสั่งงาน ชิ้นส่วนบางชนิดต้องนำไปชุบแข็งก่อนใช้งาน ก็จะกำหนดวัสดุเป็น C นำหน้า ส่วนชิ้นงานที่ไม่ต้องนำไปชุบแข็ง ซึ่งนำไปใช้งานได้เลยจะกำหนดวัสดุเป็นตัว St. นำหน้า ทั้ง ๆ ที่วัสดุงานทั้งสองชิ้นนี้ใช้วัสดุอย่างเดียวกันเหล็กกล้าผสมต่ำ  การกำหนด มาตรฐานเหล็กประเภทนี้จะบอกจำนวนคาร์บอนไว้ข้างหน้าเสมอ แต่ไม่นิยมเขียนตัว C กำกับไว้ ตัวถัดมาจะเป็นชนิดของโลหะที่เข้าไปประสม ซึ่งอาจมีชนิดเดียวหรือหลายชนิดก็ได้

          ข้อสังเกต เหล็กกล้าประสมต่ำตัวเลขที่บอกปริมาณของโลหะประสมจะไม่ใช่จำนวนเปอร์เซ็นต์ ที่แท้จริงของโลหะประสมนั้นการที่จะทราบจำนวนเปอร์เซ็นต์ที่แท้จริงจะต้อง เอาแฟกเตอร์ (Factor) ของโลหะประสมแต่ละชนิดไปหารซึ่งค่าแฟกเตอร์ (Factor) ของโลหะประสมต่าง ๆ มีดังนี้
·         หารด้วย 4 ได้แก่ Co, Cr, Mn, Ni, Si, W
·         หารด้วย 10 ได้แก่ Al, Cu, Mo, Pb, Ti, V
·         หารด้วย 100 ได้แก่ C, N, P, S
·         ไม่ต้องหาร ได้แก่ Zn, Sn, Mg, Fe
          การใช้สัญลักษณ์ดังตัวอย่างที่แล้ว เป็นการบอกส่วนผสมในทางเคมี แต่ในบางครั้งจะมีการเขียนสัญลักษณ์บอกกรรมวิธีการผลิตไว้ข้างหน้าอีกด้วย เช่น
·         B = ผลิตจากเตาเบสเซมเมอร์
·         E = ผลิตจากเตาไฟฟ้าทั่วไป
·         F = ผลิตจากเตาน้ำมัน
·         I = ผลิตจากเตาไฟฟ้าชนิดเตาเหนี่ยวนำ (Induction Furnace)
·         LE = ผลิตจากเตาไฟฟ้าชนิดอาร์ค (Electric Arc Furnace)
·         M = ผลิตจากเตาซีเมนต์มาร์ติน หรือ เตาพุดเดิล
·         T = ผลิตจากเตาโทมัส
·         TI = ผลิตโดยกรรมวิธี (Crucible Cast Steel)
·         W = เผาด้วยอากาศบริสุทธิ์
·         U = เหล็กที่ไม่ได้ผ่านการกำจัดออกซิเจน (Unkilled Steel)
·         R = เหล็กที่ผ่านการกำจัดออกซิเจน (Killed Steel)
·         RR = เหล็กที่ผ่านการกำจัดออกซิเจน 2 ครั้ง
          นอกจากนี้ยังมี สัญลักษณ์แสดงคุณสมบัติพิเศษของเหล็กนั้นอีกด้วย เช่น
·         A = ทนต่อการกัดกร่อน
·         Q = ตีขึ้นรูปง่าย
·         X = ประสมสูง
·         Z = รีดได้ง่าย
          เหล็กกล้าผสมสูง (High Alloy Steel) เหล็กกล้าประสมสูง หมายถึงเหล็กกล้าที่มีวัสดุผสมอยู่ในเนื้อเหล็กเกินกว่า   8 % การเขียนสัญลักษณ์ของเหล็กประเภทนี้ เขียนนำหน้าด้วยต้ว X ก่อน แล้วตามด้วยจำนวนส่วนผสมของคาร์บอนจากนั้นด้วยชนิดของโลหะประสม ซึ่งจะมีชนิดเดียวหรือชนิดก็ได้ แล้วจึงตามด้วยตัวเลขแสดงปริมาณของโลหะประสม
ตัว เลขที่แสดงปริมาณของโลหะประสม ไม่ต้องหารด้วย แฟกเตอร์ (Factor) ใด ๆ ทั้งสิ้น(แตกต่างจากโลหะประสมต่ำ) ส่วนคาร์บอนยังต้องหารด้วย 100 เสมอ 
3.  ระบบญี่ปุ่น JIS (Japaness Industrial Standards)

          การจำแนกประเภทของเหล็กตามมาตรฐานญี่ปุ่นซึ่งจัดวางระบบโดยสำนักงานมาตรฐาน อุตสาหกรรมญี่ปุ่น  (Japaness Industrial Standards, JIS) จะแบ่งเหล็กตามลักษณะงานที่ใช้

          ตัวอักษรชุดแรก จะมีคำว่า JIS หมายถึง Japaness Industrial Standards ตัวอักษรสัญลักษณ์ตัวถัดมาจะมีได้หลายตัวแต่ละตัวหมายถึงการจัดกลุ่ม ผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรมต่างๆ เช่น
·         A งานวิศวกรรมก่อสร้างและงานสถาปัตย์
·         B งานวิศวกรรมเครื่องกล
·         C งานวิศวกรรมไฟฟ้า
·         D งานวิศวกรรมรถยนต์
·         E งานวิศวกรรมรถไฟ
·         F งานก่อสร้างเรือ
·         G โลหะประเภทเหล็กและโลหะวิทยา
·         H โลหะที่มิใช่เหล็ก
·         K งานวิศวกรรมเคมี
·         L งานวิศวกรรมสิ่งทอ
·         M แร่
·         P กระดาษและเยื่อกระดาษ
·         R เซรามิค
·         S สินค้าที่ใช้ภายในบ้าน
·         T ยา
·         W การบิน
          ถัดจากตัวอักษรจะเป็นตัวเลขซึ่งมีอยู่ด้วยกัน 4 ตัว มีความหมายดังนี้  ตัวเลขตัวแรก หมายถึง กลุ่มประเภทของเหล็ก เช่น
·         0 เรื่องทั่ว ๆ ไป การทดสอบและกฎต่าง ๆ
·         1 วิธีวิเคราะห์
·         2 วัตถุดิบ เหล็บดิบ ธาตุประสม
·         3 เหล็กคาร์บอน
·         4 เหล็กกล้าประสม
ตัวเลขตัวที่ 2 จะเป็นตัวแยกประเภทของวัสดุในกลุ่มนั้น เช่น ถ้าเป็นในกรณีเหล็ก จะมีดังนี้
·         1 เหล็กกล้าประสมนิเกิลและโครเมียม
·         2 เหล็กกล้าประสมอลูมิเนียมแลโครเมียม
·         3 เหล็กไร้สนิม
·         4 เหล็กเครื่องมือ
·         8 เหล็กสปริง
·         9 เหล็กกล้าทนการกัดกร่อนและความร้อน